Инициирование передачи прибором измерительной информации осуществляется наземным оборудованием при передаче в прибор командного слова.
Командные и информационные сигналы передаются в виде кодоимпульсных посылок в формате принятом для микросхемы 588ВГ6 (двоичный, 16-ти разрядный, типа МАНЧЕСТЕР-2) по «фантомной» схеме.
Сопротивление первой жилы кабеля при подключенном приборе относительно оплетки в положительной полярности должно быть примерно равно 2 кОм (в цепи прозвонки есть диод). Сопротивление второй и третьей жил относительно друг друга и оплетки бесконечно большое пока не включено питание прибора. При включенном питании сопротивление цепи жил второй и третьей между собой равно удвоенному сопротивлению кабеля, на оплетку - бесконечно большое сопротивление.
20.2. МЕГА-К
Назначение
Аппаратура скважинная “МЕГА-КОНТРОЛЬ” (далее - аппаратура) предназначена для проведения термогидродинамических исследований в действующих скважинах в процессе контроля за разработкой нефтегазовых месторождений и служит для измерения, индикации, контроля и передачи на поверхность в виде кодоимпульсных сигналов следующих физических параметров:
окружающая среда: вода, нефть, газ;
температура окружающей среды: от 5 до 120 оС;
наибольшее гидростатическое давление 60 МПа.
Аппаратура предусматривает подключение других конструктивно и электрически совмещенных скважинных приборов оснащенных телеметрией системы “МЕГА-КОНТРОЛЬ”. При этом блок «РАСХОД» в сборке должен быть только конечными.
Аппаратура или её блоки, используемые автономно, допускают работу с наземным программно - аппаратным комплексом «ОНИКС».
Устройство аппаратуры
Комплексный скважинный прибор МЕГА-К содержит 9 различных датчиков и состоит из трех модулей:
Модуль “Интервал”
Модуль “Состав”
Модуль “Поток”
-механический расходомер.
Каждый модуль комплекса МЕГА - К снабжен телеметрическим блоком и представляет собой самостоятельный прибор, обеспечивающий преобразование и передачу одного или нескольких физических параметров. Модули соединяются друг с другом с помощью унифицированного стыковочного узла, обеспечивающего механические и электрические соединения модулей. При включении питания модули объединяются в единую телеметрическую сеть.
При необходимости каждый модуль может использоваться как отдельный прибор.
В конструкцию аппаратуры заложен блочный принцип построения узлов механики и электронных схем.
Аппаратура представляет собой три блока (РАСХОД, СОСТАВ, ИНТЕРВАЛ), допускающих их сборку в различном сочетании и любой последовательности, электрически соединенных центральной транзитной жилой кабеля, кроме блока РАСХОД, который в любом варианте сборки является конечным.
Каждый блок аппаратуры представляет собой цилиндрический корпус с установленными в нём датчиками и отверстием под транзитную жилу ЦЖК, нижняя часть которого содержит одноштырьковую розетку и элементы присоединения к унифицированному переходному межблочному мосту. К верхней части корпуса закреплены узлы электроники, датчики, не требующие прямого контакта со скважинным флюидом, и одноштырьковая розетка для обеспечения транзитного соединения ЦЖК со схемами остальных блоков. Узлы электроники и датчики защищены цилиндрическим охранным кожухом с посадочными местами под герметичное соединение с корпусом и унифицированным переходным межблочным мостом.
Конструктивной отличительной особенностью блока РАСХОД является отсутствие транзитного пропуска ЦЖК через блок, что определяет его место в сборке как конечное.
В аппаратуре “МЕГА-КОНТРОЛЬ” используется унифицированный переходной межблочный мост с подпружиненными контактами, обеспечивающий герметичность сочленяемых блоков и позволяющий изолировать каждый блок сборки аппаратуры “МЕГА-КОНТРОЛЬ” при аварийной ситуации, а также позволяющий применять унифицированную присоединительную приборную головку.
В унифицированной присоединительной приборной головке (также как и в унифицированном переходном межблочном мосте) установлены герметичные электрические вводы, позволяющие изолировать сборку аппаратуры “МЕГА-КОНТРОЛЬ” при аварийной ситуации от случайного проникновения скважинного флюида через кабельную головку.
Аппаратура в полном составе сборки блоков имеет объединенное питание, подаваемое по кабелю и объединённую информационную сеть, сформированную на той же жиле кабеля. При включении питания аппаратуры все блоки объединяются в единую телеметрическую сеть.
Все блоки, входящие в состав сборки, при включении питания переходят в режим поочерёдной передачи данных автоматически. Сборка может состоять и из одного блока.
За каждым информационным или служебным каналом в сборке блоков аппаратуры закреплен определённый номер в пределах от 0 до 31.
Подразумевается, что в блоках, предназначенных для совместной работы, не должно быть повторяющихся номеров каналов.
В каждом блоке сборки аппаратуры установлена плата телеметрической системы (TS). Плата осуществляет:
Функции по преобразованию, обработке и формированию сигналов возложены на микропроцессор. Этот же микропроцессор формирует служебные сигналы:
Для каждого типа блока сборки аппаратуры в микропроцессор записывается собственная программа.
20.3 Мега-Р
Назначение
Аппаратурный комплекс Мега-Р предназначен для исследований нефтяных и газовых скважин методами радиоактивного и акустического каротажа за один спуско-подъем. Используются методы двухзондовой модификации нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым нейтронам (2ННК-Т), гамма-каротажа с одновременной локацией муфтовых соединений обсадной колонны, измерение давления промывочной жидкости в скважине и обеспечением контроля температуры внутри модуля и значения электрического напряжения его питания в процессе каротажа.
Комплекс МЕГА-Р обеспечивает проведение исследований в скважинах диаметром от 110 до 300 мм при температуре окружающий среды до 120 С и гидростатическом давлении до 80 МПа с каротажной компьютеризированной станцией «МЕГА» и грузонесущим трехжильным геофизическим кабелем длиной до 7000 м.
Базовый комплекс состоит из следующих модулей (приборов):
ГМЛ - модуль гамма каротажа с датчиком давления и локатора муфт, обеспечивающий измерение мощности экспозиционной дозы естественного гамма-излучения горных пород и гидростатического давления в скважине, а также локацию муфтовых соединений обсадной колонны и выделение интервалов перфорации;
2ННК-М - модуль двухзондового нейтрон-нейтронного каротажа, обеспечивающий измерение водонасыщенной пористости (объемного влагосодержания) горных пород, слагающих разрез скважины.
АК-М - модуль акустического широкополосного каротажа, обеспечивающий определение кинематических и динамических параметров горных пород, слагающих разрез скважины, а также оценку качества цементирования.
Обеспечивается возможность использования всех приборов (модулей) сборки МЕГА-Р в автономном ( одиночном ) режиме в качестве самостоятельных скважинных приборов.
Данные по аппаратуре
Модуль ГМЛ-М предназначен для работы, как в составе комплекса Мега-Р, так и в автономном режиме, при исследовании скважин диаметром от 110 мм на месторождениях нефти и газа методом гамма-каротажа с одновременной локацией муфтовых соединений обсадной колонны, измерением давления промывочной жидкости в скважине и обеспечением контроля температуры внутри модуля и значения электрического напряжения его питания в процессе каротажа.
Модуль ГМЛ обеспечивает проведение измерений в скважинах, заполненных водной промывочной жидкостью с содержанием NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению, NaOH - до 20%, нефти - до 10% и водородным показателем (рН) от 7 до 10, при верхних значениях температуры окружающей среды 120оС и гидростатического давления 80 Мпа.
Модуль эксплуатируется со следующими изделиями:
- програмно-управляемой каротажной станцией «Мега»:
- кабелем грузонесущим геофизическим марки КГ3-60-180-1 длиной до 7000 м.
В комплексе с указанными изделиями модуль ГМЛ-М обеспечивает измерение мощности экспозиционной дозы (МЭД) естественного гамма-излучения горных пород и значение давления промывочной жидкости в интервале исследования скважины, контроль температуры внутри модуля и значения питающего напряжения, а также локацию муфтовых соединений обсадной колонны, выделение перфорированных интервалов, возможность взаимной увязки и привязки по глубине результатов различных методов ГИС и контроля продвижения модуля (сборки) в скважине.
Технические данные
Диапазон измерения МЭД естественного гамма-излучения, обеспечиваемый каждым из каналов ГК (ГК1 и ГК2) модуля - от 2 до 250 мкР/ч.
Диапазон измерения давления промывочной жидкости, обеспечиваемый каналом манометра модуля - от 0,01 до 80 Мпа.
Канал термометра модуля обеспечивает контроль температуры внутри модуля в диапазоне температур рабочих условий применения.
Чувствительность каналов ГК1 и ГК2 модуля ГМЛ-М по гамма- излучению источника Ra226 в точке верхнего значения диапазона измерения не менее 600 имп/мин на 1 мкР/ч.
Питание модуля осуществляется постоянным электрическим напряжением от соответствующего источника, входящего в состав оборудования каротажной лаборатории Мега.
Номинальное значение питающего напряжения на входе модуля составляет 40+-2 В. Сила электрического тока питания модуля - не более 170 мА.
Мощность потребляемая прибором не более 7,2 Вт.
Верхнее значение гидростатического давления рабочих условий применения для модуля - 80 Мпа.
Диапазон рабочих температур окружающей среды - от минус 10 д плюс 120оС.
Число информационных каналов модуля ГМЛ - семь: два канала гамма-каротажа (каналы ГК1 и ГК2), каналы манометра (М), контроля питающего напряжения (U), локатора муфт (ЛМ), и калибровки термометра.
Отношение сигнал/помеха канала ЛМ - не менее 4.
Время установления рабочего режима - не более 30 мин. Продолжительность непрерывной работы в нормальных климатических условиях 8 ч, при температуре окружающей среды 120оС - 3 ч.
Регистрация гамма-излучения осуществляется блоком детектирования ГК, содержащим два сцинтилляционных детектора (по одному в каналах ГК1 и ГК2), каждый из которых состоит из фотоумножителя ФЭУ-74А и кристалла NaJ(Tl) размерами 40*80 мм.
Наружный диаметр модуля не более 90 мм.
Длина модуля не более 2700 мм.
Масса модуля не более 80 кг.
Принцип работы
Принцип измерения МЭД, реализованный в модуле, основан на преобразовании регистрируемых блоком детектирования гамма-квантов, обусловленных естественной радиоактивностью горных пород, в электрические сигналы, средняя частота следования которых в интервале измерения связана с МЭД гамма излучения в этом интервале функциональной зависимостью:
N=B*S, (12)
где N - средняя частота следования импульсов, 1/с;
B - МЭД гамма-излучения;
S - чувствительность канала ГК модуля ГМЛ, кг(А.с)
В результате, измерение МЭД гамма-излучения сводится к определению чувствительности канала ГК модуля (коэффициента преобразования), являющейся постоянной величиной для данного экземпляра, и измерению средней частоты следования выходных импульсов этого канала.